Question

肼可作为火箭发动机的燃料，与N₂O₄反应生成N₂和水蒸气。已知：

①N₂(g)+2O₂(g)＝N₂O₄(l)ΔH₁＝－19.5kJ·mol^－1

②N₂H₄(l)+O₂(g)＝N₂(g)+2H₂O(g)ΔH₂＝－534.2kJ·mol^－1

（1）写出肼和N₂O₄反应生成N₂和水蒸气的热化学方程式___________________；

（2）火箭残骸中常现红棕色气体，当温度升高时，气体颜色变深，原因是存在如下反应：N₂O₄(g)2NO₂(g)    ΔH＞0，一定温度下，将1 mol N₂O₄ 充入一恒压密闭容器中发生上述反应，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是           。

（3）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时负极的电极反应式是                   。

（4）传统制备肼的方法，是以NaClO氧化NH₃，制得肼的稀溶液。该反应的离子方程式是           。

Answer

（1）2N2H4(l)+N2O4(l)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝－1048.9kJ/mol

（2）ad

（3）N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑

（4）ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O

【解析】

试题分析：（1）肼和N2O4反应生成N2和水蒸气，根据盖斯定律，②×2－①可得热化学方程式为2N2H4(l)+N2O4(l) ＝3N2(g)+4H2O(g) ΔH＝－1048.9 kJ/mol。

（2）1mol N2O4充入一恒压密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0。a．该反应的正反应方向气体分子数增大，恒压条件下，说明反应的体积逐渐增多，直到平衡，故气体的密度变小，当达到平衡时，气体的密度不变，能说明反应达到平衡状态，故a正确；b．ΔH一直不发生变化，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；c．达到平衡时反应物的反应速率与生成物的反应速率相等，故c错误；d．反应物的转化率随着反应的进行逐渐增大，当达到化学平衡时，转化率为一定值，故d正确，故本题的答案选择ad。

（3）肼—空气燃料电池的负极通入的是肼，失电子生成N2。则放电时负极的电极反应式是N2H4+4OH－－4e－＝4H2O+N2↑。

（4）NaClO氧化NH3制得N2H4的稀溶液，反应的离子方程式为ClO－+2NH3=N2H4+Cl－+H2O。

考点：热化学方程式的书写，化学平衡状态的判断，电极反应等